側(cè)鏈膽甾液晶彈性體的合成與性能研究.pdf

1、膽甾液晶高分子是指在一定條件下能以液晶態(tài)存在的高分子,它兼有膽甾液晶分子的取向序和位置序及高分子化合物的特性。而膽甾液晶彈性體除具有膽甾液晶優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)外,還具有網(wǎng)絡(luò)高分子優(yōu)良的機(jī)械性能、熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性,是目前液晶高分子研究領(lǐng)域中的前沿課題,因此對(duì)膽甾液晶彈性體的研究,具有重要的理論意義,而且在壓電、非線性光學(xué)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。目前,有關(guān)膽甾液晶彈性體的研究報(bào)道較少,因此,本論文所開展的膽甾液晶彈性體的研究不僅豐富了液晶高

2、分子的內(nèi)容,而且為設(shè)計(jì)和合成具有特定光學(xué)性能的膽甾液晶網(wǎng)絡(luò)高分子提供了新的思路和一定的理論依據(jù)。
　　 本文設(shè)計(jì)與合成了八種手性液晶單體,這些單體分別為:4-烯丙氧基-4'-膽甾氧羰基戊酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M1)、4-烯丙氧基苯甲酸-4'-膽甾氧羰基戊酸對(duì)苯二酚雙酯(M2)、4-烯丙氧基苯甲酸-4'-膽甾氧羰基戊酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M3)、4-烯丙氧基-4'-膽甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M4)、4-烯丙氧基苯甲酸-4'-膽甾氧

3、羰基戊酰氧基苯甲酸對(duì)苯二酚雙酯(M5)、4-烯丙氧基苯甲酸-4'-孟氧乙酰氧基苯甲酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M6)、4-烯丙氧基苯甲酸-4'-孟氧乙酰氧基苯甲酸對(duì)苯二酚雙酯(M7)和2-(10-十一烯酸)-5-(4-乙氧苯甲酰氧基聯(lián)苯)氧羰基戊酸異山梨醇酯(M8),以及兩種交聯(lián)劑4,4'-十一烯酸對(duì)苯二酚雙酯(M9)和4,4'-十一烯酰氧基苯甲酸對(duì)苯二酚雙酯(M10),及通過自由基聚合制備了五個(gè)系列的聚合物,分別是膽甾液晶高分子P1系列、膽甾液晶

4、彈性體P2～P5系列。其中除M10外,其余九種單體及五個(gè)系列的液晶高分子、液晶彈性體在國內(nèi)外均未見報(bào)道,在分子設(shè)計(jì)法上具有創(chuàng)新性。
　　 采用紅外光譜儀(FT-IR)、核磁共振儀(1H-NMR)、差示掃描量熱儀(DSC)、熱失重分析儀(TGA)及偏光顯微鏡(POM)等技術(shù)對(duì)所合成的液晶單體、交聯(lián)劑、液晶高分子及液晶網(wǎng)絡(luò)高分子的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:單體M1～M8均為互變液晶化合物,升溫過程呈現(xiàn)膽甾相的油絲織構(gòu)和指紋織構(gòu)

5、,降溫過程呈現(xiàn)焦錐織構(gòu),隨著膽甾液晶核剛性的增加,熔點(diǎn)(Tm)與清亮點(diǎn)(Ti)升高。交聯(lián)劑M9為非液晶化合物,升降溫過程均觀察不到任何液晶性質(zhì)。交聯(lián)劑M10在升溫過程呈現(xiàn)向列相的絲狀織構(gòu),降溫過程呈現(xiàn)向列相的球粒織構(gòu)與絲狀織構(gòu)及近晶相的扇型織構(gòu)。對(duì)于膽甾液晶彈性體P2～P5系列,重點(diǎn)討論了交聯(lián)劑種類(非液晶交聯(lián)劑和液晶交聯(lián)劑)與含量對(duì)彈性體相行為和熱性能的影響。隨著非液晶交聯(lián)劑含量的增加,P2系列與P3系列液晶彈性體的Tg呈現(xiàn)先降后升的